Методы и алгоритмы эффективного управления обработкой видеоинформации в опто-электронных устройствах

• Автор: Лыонг Куанг Туан
• Шифр специальности: 05.13.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 144 с. : ил.

Введение.
1. Основы методов управления обработкой видеоинформации в оптоэлектронных устройствах
1.1. Поколения тепловизионных систем и проблема снижения геометрических шумов у многоэлементных фотоприемников 1

1.2. Принципы получения тепловизионного изображения и

классификация тепловизионных приборов.

1.3. Модельное представление тепловизоров

1.3.1. Иерархия процесса проектирования и модельного представления оптикоэлектронного прибора ОЭП.
1.3.2. Модельное описание тепловизоров как объектов проектирования на системотехническом уровне

1.3.3. Математические модели фоновых образований

1.3.4. Математическая модель оптической системы

1.3.5. Математическая модель системы оптикомеханического

сканирования.
1.3.6. Математическая модель приемника излучения ПИ
1.3.7. Математическая модель электронного тракта и видеоконтрольного устройства ВКУ
1.3.8. Анализ тепловизора с параллельным, сканированием и параллельной обработкой сигналов
1.3.9. Модельное представление зрительной системы человекаоператора при наблюдении тепловизионных изображений.
2. Исследование и разработка методов адаптивного выравнивания параметров фотонриемной линейки без микросканирования
2.1. Модель приемного устройства.
2.2. Постановка задачи выравнивания
2.3. Адаптивный способ выравнивания по чувствительности
2.4. Адаптивный способ выравнивания по чувствительности и темновым составляющим сигнала
2.5. Оценка эффективности методов выравнивания параметров
2.6. Модель тепловизионного прибора
2.7. Формальное описание процесса сканирования изображения линейкой фотодатчиков Покадровое сканирование
2.8. Моделирование метода адаптивного выравнивания параметров фотолинейки
3. Исследование и разработка методов адаптивного выравнивания параметров фотоприемной линейки с микросканированием
3.1. Назначение микросканирования
3.2. Формальное описание процесса микросканирования изображения линейкой фотодатчиков Черезстрочное сканирование
3.3. Адаптивный способ выравнивания по чуствительности и темновым составляющим сигнала с использованием микросканирования
3.4. Моделирование метода адаптивного выравнивания параметров фотолинейки с использованием дополнительного микросканирования .
3.5. Проблемно ориентированная система программ ПОСП
3.5.1. Структура.
3.5.2. Основные функции
3.5.3. Специальные функции.
4. Исследование и разработка методов фильтрации остаточного геометрического и аппаратурного шумов сканирующей матрицы ИКдиапазоне с микросканированием
4.1. Предварительный анализ ИКизображений
4.2. Удаление плохих строк изображения
4.3. Метод и алгоритм фильтрации геометрического шума
4.4. Метод и алгоритм фильтрация аппаратурных помех.
4.5. Количественная оценка остаточного геометрического шума.
4.6. Описание программы
Заключение.
Список литературы


Обработка видеосигнала, полученного от реального тепловизионного прибора, показала его высокую эффективность. Микросканирование перестало быть технической проблемой и широко применяется как правило, для увеличения формата сканируемого изображения. Цифровая обработка видеосигнала повсеместно используется практически во всех упомянутых приборах. Поскольку требования в разработанных методах, касающиеся микросканирования и цифровой обработки не превышают обычных, то перспектива их внедрения представляется реальной. Апробация работы. Результаты диссертационной работы доложены и обсуждены на научных семинарах Института проблем передачи информации им. А.А. Публикации. Основное содержание диссертационной работы в двух статьях и тезисе доклада, указанных в конце автореферата. Структура и объем работ. Диссертационная работа состоит из введения, четырх глав, заключения, приложения и списка литературы. Работа изложена на 4 страницах, содержит рисунков. Библиография включает наименований. Практически во всех технически развитых странах ведутся разработки оптикоэлектронных систем для визуализации инфракрасных изображений. Согласно установившейся с Г годов терминологии, различают приборы ночною видения и системы тепловидения. Приборы ночного видения используют естественную или искусственную прожекторы подсветку местности лучами ИКдиапазона. Наибольшее распространение получили фотонные примники типа электроннооптических преобразователей. Естественное ИКизлучение в звздную ночь в отсуствие луны приходится на спектральный диапазон 1Н. ЭОП эектронный оптический преобразователь составляет 0. Поэтому в Г годах для приборов ночного видения были созданы тврдотельные матрицы, способные регистрировать в указанном диапазоне ИКизлучение на полтора порядка фотонов большее, чем электроннооптическими преобразователями. Преимущества систем тепловидения по сравнению с другими оптикоэлектронными системами заключаются в возможности работы в более длинноволновой области ИКспектра и в более эффективном выявлении теплового контраста ИКизображений. Последнее объясняется тем, что в тепловидении получение изображения основано на использовании температурных контрастов объекта, в то время как в ИКаппаратуре с ЭОПами используется, главным образом, различие в отражательной способности объекта и фона. В современных системах тепловидения
составляющая фона может подавляться и на индикаторе фиксироваться только изменения яркости относительно некоторого уровня. Благодаря этому температурный контраст изображения может быть велик, тепловизор способен выявлять разности температур на объекте наблюдения в десятые и сотые доли градуса. Тепловизоры превосходят приборы ночного видения по дальности действия, они менее критичны к погодным условиям. Они позволяют видеть тепловое излучение, практически, в полной темноте. Далее пойдет речь именно о тепловизорах. Тепловизионные приборы нашли широкое применение в системах дистанционного зондирования Земли. В длинноволновых ИКдиапазонах, вплоть до мкм, получают информацию о горных породах, о влажности почвы и уровне фунтовых вод. Дистанционный контроль подстилающей поверхности Земли с самолетов и вертолетов широко используется для геологических испытаний, экологического мониторинга, инвентаризации сельскохозяйственных и лесных угодий, оценки биопродуктивности новых районов промысла, обнаружения лесных пожаров и утечек в тепловых, нефте и газовых магистралях, поисковоспасательных работах, составления тепловых кадастров городских кварталов и многих других целей. Тепловизионные устройства являются действенным инструментом контроля, используются для отбраковки микросхем по перегреву дефектных элементов, для выявления дефектных изоляторов высоковольтных линий электропередач опять таки по их перегреву изза утечек тока и ненадежных узлов в механизмах и машинах. В медицине проводится тепловизионный, в том числе динамический, контроль для ранней диагностики воспалительных процессов и онкологических заболеваний. Едва ли не в первую очередь тепловизоры нашли применение в военных областях.